Brug af ensrettede rotationer for at forbedre den vestibulære system asymmetri hos patienter med vestibulær dysfunktion

Summary

En ny rehabiliterings metode er præsenteret for afbalancering af vestibulære system hos patienter med asymmetrisk respons, som består af ensrettede rotationer mod den svagere side. Ved direkte at ændre den vestibulære vej i stedet for at forbedre de multisensoriske aspekter af kompensation, kan asymmetri normaliseres inden for 1-2 sessioner og vise varige virkninger.

Abstract

Det vestibulære system giver oplysninger om hoved bevægelse og formidler reflekser, der bidrager til balance kontrol og blik stabilisering under daglige aktiviteter. Vestibulære sensorer er placeret i det indre øre på begge sider af hovedet og projekt til de vestibulære kerner i hjernestammen. Vestibulær dysfunktion skyldes ofte en asymmetri mellem input fra de to sider. Dette resulterer i asymmetriske neurale input fra de to ører, som kan producere en illusion af rotation, manifesteret som vertigo. Det vestibulære system har en imponerende evne til kompensation, som tjener til at afbalancere, hvordan asymmetriske oplysninger fra de sensoriske ende organer på begge sider behandles på centralt niveau. For at fremme erstatning, der anvendes forskellige rehabiliteringsprogrammer i klinikken; men de bruger primært øvelser, der forbedrer multisensorisk integration. For nylig er visuel-vestibulær træning også blevet brugt til at forbedre den vesind-okulære refleks (VOR) hos dyr med kompenserede ensidige læsioner. Her indføres en ny metode til afbalancering af den vestibulære aktivitet på begge sider i mennesker. Denne metode består af fem ensrettede rotationer i mørke (spids hastighed på 320 °/s) mod den svagere side. Effekten af denne metode blev vist i et sekventielt, dobbeltblindet klinisk forsøg med 16 patienter med VOR asymmetri (målt ved retningsbestemt overvægt som respons på sinusformede rotationer). I de fleste tilfælde, VOR asymmetri faldt efter en enkelt session, nåede normale værdier inden for de første to sessioner i en uge, og virkningerne varede op til 6 uger. Rebalancerings effekten skyldes både en stigning i VOR respons fra den svagere side og et fald i respons fra den stærkere side. Resultaterne tyder på, at envejs rotation kan bruges som en overvåget rehabilitering metode til at reducere VOR asymmetri hos patienter med langvarig vestibulær dysfunktion.

Introduction

Vestibulære dysfunktion er en almindelig lidelse med en prævalens på ~ 35% hos voksne over 40 år¹. De fleste vestibulære lidelser resulterer i en asymmetri mellem input fra begge sider, hvilket resulterer i en illusion af rotation kaldet vertigo. I mangel af normal vestibulær funktion, kan selv simple daglige aktiviteter være udfordrende. Vestibulære dysfunktion er ofte kvantificeret ved vestit-okulær refleks (VOR). Under naturlige aktiviteter, såsom at gå eller løbe, den VOR bevæger øjnene i den modsatte retning og med samme hastighed som hoved bevægelse. Denne refleks har en kort ventetid på ~ 5 MS, og det er medieret i det vandrette plan gennem en simpel, tre-neuron Arc². Informationen rejser fra vestibulære receptorer til vestibulære kerner, derefter til bortførte motoriske neuroner. Disse øjenbevægelser resulterer i stabilisering af vandret blik under daglige aktiviteter. Den symmetri af VOR som reaktion på med uret og mod uret rotationer er en vigtig test af vestibulære funktion.

Ensidig vestibulær dysfunktion producerer centrale kompenserende ændringer og centralt drevne perifere ændringer for at overvinde defekte asymmetriske VOR og deraf følgende vestibulære ubalance. Selv efter permanente vestibulære læsioner, såsom en ensidig vestibulær neurectomi, vertigo og ledsagende symptomer forbedre over en kort periode (dage til uger) af tid. På grund af denne evne, den vestibulære system har været en model for at studere tilpasning og kompensation i neurale veje. Det er tidligere vist³ , at ændringer i centrale vestibulære veje kan gennemføres ved en envejs rotation baseret på en hypotese foreslået af en af forfatterne (N.R.) omkring 20 år siden. Andre undersøgelser har også vist kompenserende ændringer i forskellige dele af den sensoriske vej, herunder vestibulære kerner (vn)^4,5,6,7,8, commissural veje mellem VN på begge sider⁹, cerebellar indgange¹⁰, og den vestibulære periferi¹¹. Disse kompenserende ændringer resulterer i en ny balance i aktiviteten af VN neuroner på begge sider.

På trods af den imponerende evne i det vestibulære system til at kompensere for asymmetriske input fra de to ører, forskning har vist, at svarene på hurtige bevægelser er aldrig fuldt kompenseret^12,13. Det vides nu, at naturlig vestibulær kompensation ikke udnytter systemets fulde kapacitet, og den kompenserede vor-respons kan forbedres hos dyr, der har deltaget i visuel-vestibulær træning^14,15. Det har længe været kendt, at vestibulære rehabilitering øvelser forbedre kompensationen til patienter med kroniske ubalance problemer ved at øge den (ikke-vestibulære) multisensoriske karakter af balance kontrol^{16,17, 18 , 19 , 20 , 21}. Målet med disse vestibulære rehabiliteringsøvelser er at bruge fysiologiske eller adfærdsmæssige tilgange til at forbedre symptomerne samt en patients livskvalitet og uafhængighed^22,23.

Beskrevet heri er en rehabiliterings metode, der bruger ensrettede rotationer mod den “svagere” side (figur 1a). Den grundlæggende idé for denne metode kommer fra Hebbian plasticitet, hvor neurale forbindelser bliver stærkere, når de stimuleres. Denne metode modificerer specifikt vestibulære input i stedet for at øge den multisensoriske integration, som er grundlaget for andre vestibulære rehabiliteringsøvelser. Tidligere forskning har vist, at ensrettede rotationer mindsker VOR asymmetri i 1-2 sessioner hos patienter med ensidig vestibulær dysfunktion³. Denne effekt skyldtes primært en stigning i aktiviteten af siden med en lavere respons (LR), samt et lille fald i aktiviteten af siden med en højere respons (HR). Denne ændring er sandsynligvis medieret af ændringer i de centrale veje (f. eks. forstærkning af afferente veje, såsom VN-tilslutninger eller ændringer i de commissale indgange). I realiteten kan denne teknik anvendes som en overvåget metode til vestibulær rehabilitering i dem med langvarige vestibulære asymmetri.

Protocol

De data, der blev præsenteret her og tidligere offentliggjort3 blev opnået ved undersøgelser udført i overensstemmelse med anbefalingerne fra den etiske komité for Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Teheran, Iran og en protokol, som blev godkendt af Institutionel revisions bestyrelse på universitetet. 1. deltagerens screening og forberedelse Rekruttér deltagere, der tidligere har haft balanceproblemer i mere end et år.Bemærk: vestibul…

Representative Results

Kortsigtede effekter af den ensrettede rotation blev evalueret ved at måle VOR med en 0,2 Hz (40 °/s) sinusformet rotations test ved 70 min efter rehabilitering3. Figur 2 viser peak Eye hastigheden under vor svar til rotationer i de to retninger (figur 2a) og ændringen i DP (figur 2b). Efter envejs rotation blev reaktionen på rotationerne i retningen af siden med den nedre…

Discussion

Den rehabiliterings metode, der præsenteres her, består af gentagne ensrettede rotationer i mørket mod den mindre Responsive (LR) side hos patienter med vestibulær ubalance og VOR asymmetri. De fleste rehabiliterings teknikker forbedrer multisensorisk integration for at forbedre balancen^{16,17,18,19,20}. Den metode, der præsenteres her, er rettet mod den ve…

Materials

VEST operating and analysis software	NeuroKinetics
Electronystagmograph	Nicolet	Spirit Model 1992	Equipment used for collecting the data presented in the Results section
I-Portal NOTC (Neurotologic Test Center)	NeuroKinetics		Equipment shown for current studies and shown in the movie